2021年山东省烟台市高考物理三模试卷(附答案详解)

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2021年山东省烟台市高考物理三模试卷

一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）

1. (2021·山东省烟台市·模拟题)最近日本计划向太平洋中倾倒核废水的消息在世界上引起一片哗然，因为核废水中含有对人类和海洋生物有害的放射性同位素氚、碳−14及其它放射性物质。下列有关说法中正确的是( )

A. 当一种放射性元素与其他元素形成化合物后，这种元素的半衰期会改变

B. 两个轻核发生聚变反应，产生的新核的质量一定等于两个轻核的质量和

C. 𝛽衰变中释放的𝛽射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流

D. 铀核(92238𝑈)经过4次𝛼衰变和2次𝛽衰变，将会衰变为氡核(86222𝑅𝑛)

2. (2021·山东省烟台市·模拟题)如图甲所示，高层建筑室外擦玻璃的工人在进行室外作业，为了保障安全，他们身上都绑有安全带，安全带上有救生缓降器，缓降器由挂钩(或吊环)、吊带、绳索及速度控制装置等组成，以保证工人的安全。设某次工人完成高空作业后从离地面某高度处通过安全带安全着陆，图乙是工人运动全过程的𝑣−𝑡图像。下列说法正确的是( )

A. 0到𝑡1段时间内工人处于超重状态

B. 𝑡1到𝑡2段时间内工人的平均速度等于𝑣12

C. 工人初始位置离地面高度为𝑣1𝑡2

D. 整个过程中绳索对工人的拉力先变大后变小

3. (2021·山东省烟台市·模拟题)下列说法正确的是( )

A. 分子间距离减小时，分子势能可能增加

B. 物体升温时，其每个分子热运动的动能均增加

C. 相同质量的0℃的冰的分子势能与0℃水的分子势能相等

D. 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大

4. (2021·山东省烟台市·模拟题)为了观察两列波的叠加情况，某同学在同一介质中放置了两个振源，可以向外产生简谐横波，设某次产生的两列简谐横波分别沿x轴正、第2页，共25页 负方向传播，在𝑡=0时刻分别到达A、B两点，如图中实线甲和虚线乙所示。已知实线波的传播周期为13𝑠，两列波的振幅相同，均为10cm，则下列说法正确的是( )

A. 两列波在相遇区域内会发生干涉现象

B. 甲、乙两列波的频率之比为2：3

C. 对于𝑥=0的质点和𝑥=9.5𝑚处的质点，它们开始振动的时间之差为0.125𝑠

D. 𝑡=14𝑠时，𝑥=4𝑚处的质点的实际位移大小等于5cm

5. (2021·山东省烟台市·模拟题)小明是一位网球爱好者，有一次小明在体育馆面对着竖直墙壁练习接发球技术，设某次小明在距离水平地面3.2𝑚、距离竖直光滑墙壁15m处发球，发出的网球以30𝑚/𝑠的速度向墙水平抛出，网球与墙壁碰撞后落地，不计碰撞过程中的能量损失，忽略空气阻力和碰撞时间，重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2，则网球落地点到墙壁的距离为( )

A. 6m B. 9m C. 15m D. 24m

6. (2021·山东省烟台市·模拟题)如图甲所示，是由教育部深空探测联合研究中心组织，重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”的“天梯”项目海基平台效果图，该项目是在赤道上建造重直于水平面的“太空电梯”，宇航员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的有( )

A. 宇航员的线速度随着r的增大而减小

B. 图乙中𝑟0为地球同步卫星的轨道半径

C. 宇航员在𝑟=𝑅处的线速度等于第一宇宙速度

D. 宇航员感受到的“重力”随着r的增大而增大 第3页，共25页 7. (2020·安徽省蚌埠市·单元测试)如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为𝑂1，乙的圆心为𝑂2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中𝑎𝑂1=𝑂1𝑏=𝑏𝑂2=𝑂2𝑐，此时a点的磁感应强度大小为𝐵1，b点的磁感应强度大小为𝐵2.当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为( )

A. 𝐵1−𝐵22 B. 𝐵2−𝐵12 C. 𝐵2−𝐵1 D. 𝐵13

8. (2021·山东省烟台市·模拟题)如图所示，竖直平面内固定一半径为R的光滑绝缘圆环轨道，环上套有两个相同的、大小可忽略的带电小球P和Q，开始时，两个小球分别位于圆环上a、b两点处于静止状态，两球间的距离为R。现用力缓慢向下推动P球至最低点c，Q球由b点缓慢运动至d点(图中未画出)。则在此过程中( )

A. Q球在d点受到圆环支持力比在b点处大

B. Q球在d点受到静电力比在b点处大

C. P、Q两球的电势能减少

D. 推力做的功等于P、Q两球增加的机械能

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9. (2021·山东省烟台市·模拟题)图甲所示为可拆变压器的零部件，其中铁芯B可以安装在铁芯A的横梁上以形成闭合铁芯；原、副线圈的匝数分别为𝑛1和𝑛2，将它们分别套在铁芯A的两臂上，如图乙所示。某同学为测量原线圈的电阻，将多用电表的欧姆挡调到合适挡位，用两表笔接触原线圈的两接线柱，等指针稳定后读数，读数完毕后将两表笔与接线柱脱开；之后使原线圈与正弦式交流电源相连，并测得原、副线圈的电压分别为𝑈1和𝑈2。下列说法正确的是( ) 第4页，共25页 A. 两表笔与接线柱接触后，通过欧姆表的电流逐渐增大到一个稳定值

B. 两表笔与接线柱脱开瞬间，有比稳定时更大的电流流过原线圈

C. 若铁芯B没有安装在铁芯A上，则有𝑈1：𝑈2>𝑛1：𝑛2

D. 无论铁芯B是否安装铁芯A上，都有𝑈1：𝑈2=𝑛1：𝑛2

10. (2021·山东省烟台市·模拟题)如图所示，有两个物块A和B，质量分别为m和2m，用同一根轻质细线将两个物块连接在滑轮组上，滑轮质量不计，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度为g，现将两物块由静止释放，经过一段时间，A的位移为h，在此过程中，下列说法正确的是( )

A. 物块A和B总势能保持不变

B. A的位移为h时，B的速度为√83𝑔ℎ

C. 细线的拉力大小为23𝑚𝑔

D. A和B重力的功率大小之比为1：3

11. (2021·山东省烟台市·模拟题)用图甲所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是( )

A. 甲光的频率大于乙光的频率

B. 丙光的波长大于乙光的波长 第5页，共25页 C. 甲光和丙光的强弱程度相同

D. 甲光和丙光产生的光电子最大初动能相同

12. (2021·山东省烟台市·模拟题)如图所示，间距为𝐿=0.8𝑚的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为𝑅1=2𝛺的电阻，磁感应强度为𝐵1=0.5𝑇的匀强磁场与导轨平面垂直。导轨的上端点P、M分别与横截面积为5×10−3𝑚2的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场𝐵2平行。开关K闭合后，质量为𝑚=1×10−2𝑘𝑔、电阻值为𝑅2=2𝛺的金属棒ab恰能保持静止，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取10𝑚/𝑠2。则( )

A. 磁场𝐵2均匀减小

B. 金属棒中的电流为0.25𝐴

C. 匀强磁场𝐵2的磁感应强度的变化率为10𝑇/𝑠

D. 断开K之后，金属棒ab下滑的最大速度为1.25𝑚/𝑠

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

13. (2021·山东省烟台市·模拟题)某同学为了测量当地的重力加速度，设计了一套如图甲所示的实验装置。拉力传感器竖直固定，一根不可伸长的细线上端固定在传感器的固定挂钩上，下端系一小钢球，钢球底部固定有遮光片，在拉力传感器的正下方安装有光电门，钢球通过最低点时遮光片恰能通过光电门。小明同学进行了下列实验步骤：

(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图乙所示，则𝑑= ______ mm；

(2)用游标卡尺测量小钢球的直径为D，用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为I；

(3)拉起小钢球，使细线与竖直方向成不同角度，小钢球由静止释放后均在竖直平面内运动，记录遮光片每次通过光电门的遮光时间𝛥𝑡和对应的拉力传感器示数F；

(4)根据记录的数据描绘出如图所示的𝐹−1(𝛥)2图像，已知图像与纵轴交点为a，图像斜率为k，则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为𝑔= ______ (用题目中所给物理量的符号表示)； 第6页，共25页 (5)如果在实验过程中所系的细线出现松动，则根据实验数据求出的当地重力加速度g的值比实际值______ (选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。

14. (2021·山东省烟台市·模拟题)感冒发热是冬春季节常见的疾病，用电子体温计测量体温既方便又安全。电子体温计的工作原理是利用热敏电阻的阻值随温度的变化将温度转化为电学量。某实验小组想利用热敏电阻制作一个热敏电阻测温计。

(1)实验小组用多用电表欧姆挡粗测常温下该热敏电阻阻值，以下说法正确的是______

A.使用多用电表每次调换挡位后都要进行机械调零

B.用“×100”挡发现指针偏转角度很大，为了准确地进行测量，应换到“×10”挡

C.换挡后需要重新进行欧姆调零再进行测量

D.使用多用电表测电阻阻值时，应该把被测电阻接入闭合电路中进行测量

(2)该实验小组用伏安法测热敏电阻在不同温度下的电阻时，得到图甲所示的电阻阻值𝑅𝑇与温度t的关系图像。 第7页，共25页 (3)若把该热敏电阻𝑅𝑇与电源(电动势E约为1.5𝑉，内阻不计)、理想电压表(量程为1.5𝑉)、保护电阻𝑅0、电压反馈电阻𝑅1连成如图乙所示的电路，用该热敏电阻作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻测温计”。

①根据电路可知，温度越高，则电压表示数______ (选填“越大”、“越小”或“不变”)，根据已知原理刻盘时盘上温度是______ (选填“均匀”或“不均匀”)的。

②若保护电阻的阻值𝑅0=76𝛺，要使温度从35°变化到42°时，电压表的示数从0.36𝑉变化到0.42𝑉，则电压反馈电阻𝑅1= ______ 𝛺。

③如果电源用久后电动势不变而内阻需要考虑时，此时测量的温度比真实值______ (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)

四、计算题（本大题共4小题，共44.0分）

15. (2021·山东省烟台市·模拟题)高压水柱清理污垢是世界公认的科学、经济、环保的清洁方式之一、某种汽车清洗水枪就是利用高压水柱清理污垢的，一位同学设计了一个测量汽车清洗水枪喷水压强的装置，其原理示意图如图所示。图中A、B为两个横截面积相同的圆筒形透明导热气缸，缸内各有一个活塞a、b，两个气缸底部用带有阀门𝐾1的细管相连通，A的容积为𝑉0，上部装有阀门𝐾2。打开𝐾2，在A中压入压强为60𝑝0(𝑝0为大气压强)的压缩空气后关闭𝐾2，打开𝐾1，使之与大气相通，将活塞b提到B中封闭部分气体体积为𝑉0时关闭𝐾1。用水枪喷出的水柱喷射活塞b的上表面，不计活塞厚度和质量，不计活塞与气缸的摩擦以及环境温度的变化，设水枪喷出的水柱散开后的面积与b的面积相等且忽略活塞上方的积水，将空气视为理想气体。